JP2001135451A - 沿面放電助長型火花放電ギャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】過大な雷サージが侵入しても、火花放電ギャッ
プに続流が生じることなく、続流で火花ギャップが損傷
しない構造の火花放電ギャップの提供。 【解決手段】一対の立体電極を対向させた火花放電ギャ
ップにおいて、相互の対向電極の外周を適当な角度で切
削して、対向電極の外周囲に放電挟補溝を形成し、更に
対向電極平行面の間に、略同一形状の誘電体平板を挟ん
だ。火花放電ギャップでは、過大な放電時でもアークが
立体電極の側面にまで伸長し、より広い面に拡散して冷
却されるため、電源からの続流が発生し難いので電極も
損傷しない。万一、電源からの続流が発生しても、放電
挟補溝から水素ガスが放出され、火花が細められるから
続流は遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】火花放電ギャップを避雷器として使用する
場合、多少の動作遅れはあるが、放電時の電極間電圧が
低いため、過大な衝撃電流が流れた場合でも、火花電極
間の消費電力が少ないので、それに十分に耐えられると
いう特色がある。

【０００２】しかし、電源回路に使用した場合に、過大
な雷サージが到来し、火花ギャップが動作すれば、電極
間の放電電圧が低いため、稀に電源電圧からの電流が続
けて流れる場合がある。この電流を続流といい、続流の
場合は衝撃電流と異なり、電流が連続的に流れるために
電極が損傷することがある。

【０００３】

【産業上の利用分野】本発明は、このような続流を防止
し、火花電極の損耗を防止する目的で提案されるもので
ある。

【０００４】

【従来技術】従来の火花ギャップは、図１のように一対
の金属製四角柱１０．１０ａを、間隙ｍで対向してい
る。このような電極間に雷サージが印加された場合の電
極相互間の電界は、電気力線（Ｅ）で示すと図１ｂに示
すごとく四辺と四隅及びその付近に集中し、放電電流は
主として電極の外周から電極の間隙（ｍ）内の対向面へ
と広がる。電極間隙（ｍ）内は隙間が狭く且つ平行して
いるため、火花に対する伸長と拡散と冷却の作用が十分
働かないから、電極が損傷したり電源回路からの続流が
起こる場合がある。

【０００５】また、図２のように電極間に誘電体平板
（１２）を挟んだ場合、電気力線（Ｅ）は図２ｂのごと
く誘電体平板（１２）の厚みの箇所よりも、電極外周や
誘電体平板（１２）の露出面に集中する。従って放電電
流は電極（１０または１０ａ）の四辺から対向電極（１
０または１０ａ）の全側面に流れるので、放電の火花に
は伸長と拡散と冷却の作用が働き、直ちに電極が損傷し
たり続流が発生するということはない。しかし何回か動
作すれば、誘電体平板（１２）の露出部分は炭化したり
導電性粒子が付着する。そのため電極間の絶縁抵抗が下
がり、電源電圧で続流が生じ電極が損傷することがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】強大な雷サージが侵入
しても、火花放電ギャップに続流が生じることがなく、
また続流で火花ギャップが損傷しない火花放電ギャップ
の構造に関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一対の立体電極を対向さ
せた火花放電ギャップにおいて、相互の対向電極の外周
囲を適当な角度で切削して、対向電極の外周囲に放電挟
補溝を形成し、更に対向電極の平行面の間に、略同一形
状の誘電体平板を挟んだことを特長とした沿面放電助長
型火花放電ギャップを提案する。さらに誘電体平板が熱
作用により消弧ガスを発生する絶縁体であること、また
前記放電挟補溝の両壁には、その部分の放電を早めるた
めに、前記対向電極の両平行面には前記誘電体と密着さ
せる目的で、それらの任意な箇所にヤスリ目（放電形と
密着形）が刻まれていること等を追加した沿面放電助長
型火花放電ギャップを提案するものである。

【０００８】

【作 用】図３のように、相互の対向電極（１０．１０
ａ）の四辺を適当な角度で切削し、電極間に誘電体平板
（１２）を挟んで、対向電極の外周囲に放電挟補溝（１
３）を設けた場合の電気力線（Ｅ）は、図２のように誘
電体平板（１２）の露出面には集中せず、放電挟補溝の
壁面に分散するので、放電時は誘電体平板（１２）の露
出面は炭化したり導電性粒子付着することは殆どない。
過大な放電の場合火花は全面的に電極（１０．１０ａ）
の側面に展開するから、面積の大きい箇所で拡散、冷却
されるため、対向した電極が損傷したり電源回路からの
続流が発生し難い。

【０００９】加熱作用で消弧ガス（主に水素）を放出す
る絶縁体を電極間に挟んだ場合は、そのガスにより火花
が細められて遮断されるから、電極の損傷と続流の防止
に一層の成果が期待できる。

【００１０】

【実 施 例】図４は、本発明の沿面放電助長型火花ギ
ャップに関する一実施例であり、黄銅四角柱電極１０、
１０ａは、金属電極管１４、１４ａ内に圧入され、金属
管１４、１４ａの外側からの押しネジ１５、１５ａによ
って圧接する。

【００１１】金属管１４、１４ａにはリード線用の螺子
杆１６、１６ａが設けてある。黄銅四角柱電極１０、１
０ａは相互の対向電極の四辺を適当な角度で切削する。

【００１２】金属管１４、１４ａは中央部に凹部１８を
有する磁器製の取付台１７に取付け用ネジ１９、１９ａ
により取付けられ固定されて構成されている。

【００１３】また前記金属電極管１４、１４ａに圧接し
た黄銅四角柱電極１０、１０ａは、図４ｂに示されるご
とく中央に四角形の突出した平行面１１、１１ａがあ
り、そこにプラスチック平板１２を挟んで対向してい
る。かくして１１、１１ａの外周囲には放電挟補溝１３
が形成される。放電挟補溝の両側面には放電形ヤスリ目
１３′、１３′ａが刻まれている。

【００１４】また黄銅四角柱電極の突出した面１１、１
１ａには、プラスチック平板と電極間隙とを密着させる
ため、図４ｂのように密着形ヤスリ目１１′、１１′ａ
が刻まれている。

【００１５】立体電極とは、ここでは黄銅四角柱電極で
例示しているが、その他の多面体、角柱、角錐、円柱、
円錐なども含まれている。材質は、黄銅、銅タングステ
ン焼結合金、モリブデン、導電性セラミック、カーボン
などが使用できる。また、加熱作用で消弧ガスを放出す
る絶縁体の中には特殊なプラスチック板やファイバー板
等が含まれる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の火花放電ギャップでは、放電挟
補溝（１３）より誘電体平板（１２）の方が絶縁破壊し
難いこと、放電挟補溝（１３）の電界が誘電体平板（１
２）の部分より強くなること等の理由で、立体電極の対
向した平行面間（１１．１１ａ）ではなく放電挟補溝
（１３）の壁で放電し、放電の際のアークは放電挟補溝
（１３）から電極の側面へと広がる。そのためにアーク
が伸張し、かつ拡散して冷却されるため電源からの続流
が発生し難い。加熱されると消弧ガス（主として水素ガ
ス）を放出する絶縁体を電極間に挟んだ場合は、そのガ
スでアークが細められ遮断されるから、電極の損傷と続
流の防止に一層の成果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の火花放電ギャップ（斜視図）

【図１ｂ】同上火花放電ギャップの電気力線で示した電
界分布図（側断面図）

【図２】 電極間に直接誘電体を挟んだ火花放電ギャッ
プ（斜視図）

【図２ｂ】同上火花放電ギャプの電気力線で示した電界
分布図（側断面図）

【図３】 本発明の火花放電ギャップ（斜視図）

【図３ｂ】本発明の火花放電ギャップの電気力線で示し
た電界分布図（側断面図）

【図４】 本発明の火花ギャップの一実施例（斜視図）

【図４ｂ】本発明の各々の電極の斜視図

【符号の説明】

ｍ． 空気間隙 Ｅ． 電気力線 １０．１０ａ 黄銅電極（四角柱） １１．１１ａ 同上電極の中央突出面 １１′．１１′ａ 密着形ヤスリ目 １２． プラスチック平板 １３． 放電挟補溝 １３′．１３′ａ 放電形ヤスリ目 １４．１４ａ 金属ケース １５．１５ａ 押ネジ １６．１６ａ リード線用螺子杆 １７． 取付台（磁器製） １８． 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の立体電極を対向させた火花放電ギャ
   ップにおいて、相互の対向電極の外周囲を適当な角度で
   切削して、対向電極の外周囲に放電挟補溝を形成し、更
   に対向電極の平行面の間に、略同一形状の誘電体平板を
   挟んだことを特長とした沿面放電助長型火花放電ギャッ
   プ。
2. 【請求項２】上記請求項１記載の誘電体平板が熱作用に
   より消弧ガスを発生する絶縁体であることを特長とした
   沿面放電助長型火花放電ギャップ。
3. 【請求項３】上記請求項１及び２記載の放電挟補溝の両
   壁面及び対向電極の両平行面の任意の箇所にヤスリ目を
   刻んだことを特長とした沿面放電助長型火花放電ギャッ
   プ。